倾斜摄影测量关键技术(熊小东)
倾斜摄影测量技术方案
倾斜摄影测量技术方案倾斜摄影测量技术是一种利用航空摄影测量技术和数字摄影技术相结合的高精度三维数据采集方法。
它相对于传统的垂直摄影测量技术，能够提供更加立体感强的三维模型，具有更高精度和更广泛的应用领域。
以下是一个关于倾斜摄影测量技术方案的详细介绍。
一、数据采集数据采集时，摄影设备需要安装在航空平台上，同时还需要配备惯性导航系统（IMU）和全球定位系统（GPS）等辅助设备。
通过IMU和GPS等设备，可以获取航拍时摄影设备的姿态和位置信息，从而实现后续数据处理中的定位和导向。
二、数据处理数据采集完成后，需要对采集到的立体影像进行处理，包括影像纠正、影像匹配和三维模型生成等过程。
影像纠正是指根据采集时摄影设备的姿态和位置信息，对采集到的立体影像进行校正和去畸变处理。
这一过程旨在消除由于飞行姿态变化和摄影设备自身失真等因素导致的影像畸变，提高测量精度和准确性。
影像匹配是指对纠正后的立体影像进行特征点匹配和像素块匹配等处理，以确定相邻影像之间的对应关系。
根据影像匹配的结果，可以计算出影像之间的视差信息，进而获取三维点云数据。
三维模型生成是基于匹配后的视差信息，通过三角测量或者立体测绘方法，计算出影像中点的三维坐标。
将计算得到的三维坐标按照一定的分辨率和形式进行存储，可以生成高精度的三维模型。
同时，还可以对模型进行质检和修正，以提高模型的精度和可信度。
三、数据应用生成的三维模型可以应用于多个领域，例如城市规划、地质勘探、环境监测等。
通过对三维模型进行分析和可视化处理，可以获取地表地貌信息、物体体积和形状等关键参数，为相关领域的决策支持提供重要的数据基础。
在城市规划方面，倾斜摄影测量技术可以提供精确的城市地形和建筑物模型，用于规划道路、建筑物布局和景观设计等。
在地质勘探方面，可以通过倾斜摄影测量技术获取地下岩石和矿物的分布情况，为矿产资源开发和地质灾害预测提供可靠数据。
在环境监测方面，倾斜摄影测量技术可以用于监测城市空气质量、水质污染等环境指标，提供及时的监测和预警。
大比例尺地形图测绘中的倾斜摄影测量技术要点
视角通过相互切换进行地物观测，以实现有关地物和
地貌的立体要素采集。其中，对所测绘地形图区域的
地物、地貌观测要素进行立体采集与分析中，对地物要
素采用人工采集方式进行，即在直线或者是垂线等工
具支持下，对各项地物要素进行有效采集。比如，对建
筑物的信息要素采集中，在进行多视角倾斜摄影影像
姜丽丽,李晓双,刘红军.基于倾斜摄影测量 1∶500 比例尺地
形图测绘的关键技术研究[J].测绘与空间地理信息，2019(6):
189-191.
杨昊.大比例尺地形图测绘在土地开发整理中的技术应用
与创新[J].科技创新与应用,2017(18):24-25.
前对两幅影像进行密集匹配，同时对倾斜影像及其对
应下多视角影像进行直线特征匹配，以实现突出地面
的竖直物识别，根据识别结果进行位置信息纠正。
2.3 空三加密
大比例尺地形图测绘中，
应用倾斜摄影测量技术进
行测量时，通过对倾斜摄影的自动空三加密应用，在进
行有关方位信息对应的倾斜摄影影像以及地面控制数
据输入情况下，
（上接第 167 页）
资料进行遮挡位置的要素补充；
同时，
实际测量中，
由于
采用激光雷达技术进行地形、地貌要素采集时，它能够
实现植被穿透，进行植被覆盖的地形要素采集和获取，
因此，在大比例尺地形图绘制中，也能够通过该技术应
用，
补充信息获取，
满足地形图测绘的要求。
3 结束语
综上所述，对倾斜摄影测量技术在大比例尺地形
还应在房屋顶等位置
进行相应的测量控制点增加设置，
从而对倾斜摄影测量
的数据结果准确性进行完善和提升。对地面像控点的
无人机倾斜摄影测量技术的毕业设计总结
无人机倾斜摄影测量技术的毕业设计总结摘要：本文主要介绍了无人机倾斜摄影测量技术的研究背景、研究意义、研究内容、研究方法和研究成果。
本研究以无人机倾斜摄影测量技术为基础，通过对无人机倾斜摄影测量数据的采集、处理、分析和应用等方面进行深入研究，探索了无人机倾斜摄影测量技术在城市规划、土地利用、环境监测等领域的应用。
关键词：无人机；倾斜摄影测量；数据采集；数据处理；数据分析；数据应用。
一、研究背景随着经济的发展和城市化的进程，城市规划、土地利用和环境监测等领域对高精度、高分辨率的地理信息数据的需求越来越大。
传统的地理信息数据采集方法主要依靠人工测量和航空遥感技术，但这种方法的成本高、效率低、精度不够高，已经难以满足当前的需求。
而无人机倾斜摄影测量技术的出现，为地理信息数据采集提供了一种全新的解决方案。
无人机倾斜摄影测量技术具有成本低、效率高、精度高、分辨率高等优点，可以在短时间内获取大量的高质量地理信息数据，为城市规划、土地利用和环境监测等领域的决策提供有力的支持。
二、研究意义本研究的意义在于探索无人机倾斜摄影测量技术在城市规划、土地利用、环境监测等领域的应用。
通过对无人机倾斜摄影测量技术的研究，可以为这些领域提供高精度、高分辨率的地理信息数据，为决策提供有力的支持。
同时，本研究还可以为无人机倾斜摄影测量技术的发展提供一定的参考和借鉴。
三、研究内容本研究的主要内容包括无人机倾斜摄影测量数据的采集、处理、分析和应用等方面。
1. 无人机倾斜摄影测量数据的采集无人机倾斜摄影测量数据的采集是整个研究的基础。
本研究采用了一架自主研发的无人机，通过搭载倾斜摄影测量设备进行数据采集。
数据采集时，需要考虑无人机的高度、速度、飞行轨迹等因素，以保证采集到的数据具有足够的精度和分辨率。
2. 无人机倾斜摄影测量数据的处理无人机倾斜摄影测量数据的处理是将采集到的原始数据进行预处理和后处理，以得到高质量的地理信息数据。
本研究采用了多种数据处理方法，包括图像匹配、点云生成、数字表面模型（DSM）生成等。
倾斜摄影测量技术综述
倾斜摄影测量技术综述倾斜摄影测量技术是利用航空、航天或无人机等平台搭载多光谱或全色相机，从不同角度对目标进行拍摄，然后利用数字图像处理技术实现目标三维重建和精密测量的一种新兴技术。
该技术结合了摄影测量、计算机视觉、数字图像处理、机器学习等学科的优势，在三维建模、场景重构、城市规划与管理、资源调查与管理、灾害评估与监测等领域具有广阔的应用前景。
本文主要介绍了倾斜摄影测量技术的工作原理、应用范围和发展趋势。
首先，该技术需要倾斜影像获取、影像配准和影像测量三个环节相互配合完成目标三维重建。
其中倾斜影像获取是关键环节，需要考虑平台、相机、航路及参数标定等因素对影像质量的影响，以增强影像纹理、提高测量精度。
影像配准是倾斜摄影测量技术中的基础，需要消除图像的空间位置差异，以保证后续测量的准确性。
影像测量则是利用影像中的特征点、视差等信息，无需接触测量，就能够实现目标的三维测量和精密定量分析。
其次，倾斜摄影测量技术在矿山测量、城市规划、文物保护、室内建模、道路设计、地形测绘等领域得到了广泛的应用。
在矿山测量领域，倾斜摄影测量技术能够实现对矿山地表、边坡、坑内设施等的快速高精度测量和安全监控。
在城市规划与管理领域，倾斜摄影测量技术具有成本低、高通量、高精度、高分辨率的特点，可以实现城市三维场景的快速建模和管理。
在文物保护领域，倾斜摄影测量技术具有非接触、低成本、高精度等优势，可以实现文物的三维重建、保护和修复。
在室内建模领域，倾斜摄影测量技术可以快速实现室内环境的三维建模，为虚拟现实、室内导航和安全监控提供数据支持。
在道路设计和地形测绘领域，倾斜摄影测量技术可以快速实现道路、地形的三维建模和变形分析。
最后，通过对国外主流厂商的介绍，可以看出倾斜摄影测量技术的发展趋势是向多光谱影像获取、机器学习、可视化、云平台等方向发展。
由于倾斜摄影测量技术具有高精度、高效率、低成本等优势，在大数据时代的背景下，将会成为一个重要的行业，并为城市管理、资源管理、环境监测等领域提供更加完善的数据支持和决策支持。
倾斜摄影测量的三维建模技术及运用分析
倾斜摄影测量的三维建模技术及运用分析倾斜摄影测量（oblique photogrammetry）是指通过倾斜摄影设备获取倾斜摄影，再通过计算机对倾斜摄影进行处理、分析和测绘，以获取三维地理信息的技术。
在倾斜摄影测量的技术中，倾斜摄影的采集设备主要包括航空倾斜摄影系统、车载倾斜摄影系统和无人机倾斜摄影系统。
与传统的正射摄影测量相比，倾斜摄影测量技术具有获取真实感、精度高、成本低等特点，因此在地图制图、城市规划、文物保护、自然资源调查和管理等领域得到了广泛的应用。
一、三维建模技术1.倾斜摄影三维建模技术倾斜摄影三维建模技术是指利用倾斜摄影获取的影像数据进行三维建模的技术。
倾斜摄影的影像数据包含了地面的真实信息和物体的立体形态，因此可以通过对这些影像进行处理和分析，获取地面地物的三维模型。
倾斜摄影三维建模技术主要包括影像处理、点云配准、模型重建和模型优化四个步骤。
2.点云配准技术点云配准是倾斜摄影三维建模技术中的关键步骤，其主要任务是将不同影像采集得到的点云数据进行配准，以便于后续的模型重建和模型优化。
点云配准技术主要包括特征提取和特征匹配两个步骤，通过这两个步骤可以将不同影像采集得到的点云数据进行配准，从而获取更加精确和真实的三维模型。
3.模型重建技术模型重建是指基于点云数据进行三维模型的构建，根据点云数据中的立体信息和地面的真实信息进行模型的构建。
模型重建技术主要包括点云拟合、曲面重建和建模编辑三个步骤，通过这三个步骤可以将点云数据转换为真实感强、精确度高的三维模型。
模型优化是指对于已经构建的三维模型进行修复和优化，以提高模型的真实感和精度。
模型优化技术主要包括模型简化、纹理贴图和模型修复三个步骤，通过这三个步骤可以使模型更加真实、完整和精确。
1.地图制图领域地图制图是倾斜摄影三维建模技术的一个重要应用领域，倾斜摄影可以获取地面地物的真实信息和立体形态，因此可以为地图制图提供真实感强、精度高的地理信息。
无人机倾斜摄影测量技术及其应用
无人机倾斜摄影测量技术及其应用摘要：作为当前一项高科技技术，无人机倾斜摄影测量技术在众多行业之中被广泛地运用。
伴随科技的飞速发展与相关专业人员的进一步优化，无人机倾斜摄影测量技术极大程度上推动了相关行业的进步，特别是对城市规划、优化国土资源配置、智慧城市建设等诸多方面大有裨益。
本文结合作者多年工作经验，阐述无人机倾斜摄影测量技术的应用及技术分析，以促进无人机倾斜摄影测量技术的发展。
关键词：无人机；倾斜摄影测量技术；应用引言无人机的运行原理是通过无线的遥感设置对无人机进行自动控制，让其按照设想的轨道运行，保证路线能够固定。
无人机倾斜摄影测量技术可以从多个维度不同视角获得飞行的信息数据，能从正面及侧视分辨图像，通过将不同的摄影镜头进行综合交叉，保证不同程度、不同角度的数据影像资料采集，最终呈现需要的图像结果。
1无人机倾斜摄影测量技术的基本原理无人机摄影技术的特点是能够在同一平台上安装多个影像采集传感器，还可以从各个方向拍摄图像，超越了传统航空摄影的范围。
无人机倾斜摄影测量技术是按照倾斜的4个方位加上竖直方向的观测来提供有效的信息图像，比传统的航空摄影更具有真实性。
无人机倾斜摄影测量技术能够从各个方位获得高分辨率的图像信息，还能自动生成三维数字模型，这种技术适用于城市规划建设、地质灾害、工程建筑等多个领域，为人们生活提供了便利。
微型无人机具有灵活性和轻便性等特点，它能够以更低的成本和高效率的方式在实地获得更准确和完整的信息。
当前，无人机倾斜摄影测量技术不只是个摄影技术，更趋于新型的勘测技术，适用范围更广泛，在各个领域的探测方面有着不可忽视的作用。
2无人机倾斜摄影测量技术的特点分析（1）技术效率较高。
通过无人机来采集数据以及拍摄影像，发挥倾斜摄影测量技术的优势，利用全自动化模式，技术效率较高。
如以往的技术在应用期间，建模需要一至两年的时间，但是对于无人机技术来说，则仅需要三到五个月即可，有效控制测量时间，效率得到保障。
倾斜摄影测量的三维建模技术及运用分析
倾斜摄影测量的三维建模技术及运用分析倾斜摄影测量是一种利用倾斜摄影技术获取大范围三维建筑物或地形的高分辨率影像的方法。
倾斜摄影测量技术已广泛应用于城市建设、遗址保护、地质灾害监测等领域。
本文将探讨倾斜摄影测量的三维建模技术及其在实际应用中的分析。
1. 摄影测量原理倾斜摄影测量是通过将相机设备倾斜安装在航拍飞机或者无人机上，利用航空相机和地面控制点实现高精度三维建模。
在航摄过程中，相机以一定的倾斜角度进行拍摄，同时可通过GPS/惯性导航系统（IMU）获得相机拍摄时的姿态信息。
2. 影像处理流程倾斜摄影测量需要经过图像采集、图像初始处理、外方位元素计算、三维坐标点计算、镶嵌图像处理等一系列复杂流程。
这些流程包括了对影像数据的预处理、畸变校正、立体模型恢复、三维点云数据建模等，需要借助专业的软件工具和算法进行配合。
3. 三维建模技术在倾斜摄影测量中，通常采用典型的三维建模技术，如结合点云数据生成三维建模、利用多视角影像进行三维重建、基于同名点匹配实现三维模型构建等。
这些技术可以根据不同的应用需求选择合适的方法进行处理。
二、倾斜摄影测量的应用分析1. 城市规划与管理倾斜摄影测量技术可以提供高分辨率的城市立体影像，为城市规划和管理提供了重要的数据支持。
倾斜摄影测量可以快速获取城市建筑物、道路、绿化等信息，为城市规划、景区规划、工程测绘等提供精确的数据基础。
2. 遗址保护与文物保护利用倾斜摄影测量技术可以获取遗址和文物的三维建模信息，利用高分辨率的影像数据，可以对文物进行全方位的记录和保护。
对于一些濒临破坏的遗址和文物，可以利用倾斜摄影测量技术进行快速的数字化保护。
3. 地质灾害监测与风险评估倾斜摄影测量的三维建模技术可以实现对地质灾害隐患区的精确监测和评估。
通过对地质灾害隐患区进行高精度的三维模型重建，可以提前预警和评估地质灾害的风险，有助于地质灾害的监测与防范工作。
4. 地质资源勘查与矿区管理倾斜摄影测量可以提供高分辨率的地形和地貌信息，有利于地质资源的勘查和矿区管理。
倾斜摄影测量的三维建模技术及运用分析
倾斜摄影测量的三维建模技术及运用分析1. 引言1.1 倾斜摄影测量的定义倾斜摄影测量是一种结合了摄影测量和倾斜摄影的技术，通过使用倾斜摄影仪等设备来获取地面物体的影像数据，并通过对这些影像数据的处理和分析，得到三维模型和地理信息。
倾斜摄影测量技术的发展使得传统的航空摄影测量方法得以进一步完善，提高了数据采集的效率和精度。
倾斜摄影测量技术的优势包括可以获取更加真实的影像数据，可以进行更加精确的测量和建模，适用范围广泛等。
这种技术在城市规划、文物保护、工程测量等领域都有着重要的应用价值，为相关领域的研究和实践提供了重要的数据支持。
随着计算机技术和传感器技术的不断进步，倾斜摄影测量技术将在未来得到更广泛的应用，为地理信息系统、城市规划、文物保护、工程测量等领域带来更大的发展空间。
倾斜摄影测量技术的发展前景十分广阔，值得进一步研究和探讨。
1.2 倾斜摄影测量技术的发展历程倾斜摄影测量技术的发展历程可以追溯到20世纪初。
最初，倾斜摄影测量技术主要应用于军事领域，用于侦察、侦查和目标识别。
随着航空摄影技术的不断发展，倾斜摄影测量技术逐渐在城市规划、文物保护、工程测量等领域得到广泛应用。
20世纪50年代，随着航空摄影技术的进步，倾斜摄影测量技术开始向数字化、自动化发展。
这一时期出现了数字倾斜摄影测量系统，大大提高了数据处理的效率和精度。
随着遥感技术和计算机技术的飞速发展，倾斜摄影测量技术进入了一个新的阶段。
倾斜摄影测量技术逐渐与激光雷达、卫星遥感等技术结合，形成了多源数据融合的综合测量模式，进一步提高了三维建模的精度和效率。
未来，随着人工智能、云计算等新兴技术的广泛应用，倾斜摄影测量技术将不断创新，为城市规划、文物保护、工程测量等领域提供更加高效、精准的服务。
倾斜摄影测量技术的发展前景十分广阔，将在未来的科学研究和工程实践中发挥越来越重要的作用。
2. 正文2.1 倾斜摄影测量的原理倾斜摄影测量的原理是利用倾斜摄影技术，通过航空相机向地面斜向拍摄，获取倾斜摄影图像。
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研讨班
倾斜摄影测量原理与关键技术
汇报人: 熊小东
武汉大学 遥感信息工程学院 2014年5月15日
倾斜摄影测量原理与关键技术
一、 倾斜摄影的定义
汇 报 提 纲
二、 倾斜摄影的历史 三、 倾斜摄影的特点和意义 四、 主流的倾斜摄影硬件系统 五、 倾斜摄影数据处理关键技术
六、 倾斜摄影应用
倾斜左、右视均与下视有一定重叠
主流的倾斜摄影硬件系统
IGI： Quattro DigiCAM Oblique
系统结构： 四个镜头，可方便地调整成为一个大幅面下视或
者四个倾斜视相机。
参数： 1）若调整为正直摄影模式，影像尺寸 18,500 × 12,750 像素；
2 ）若调整为倾斜模式，同时获取4 幅倾斜影像，
每一幅影像尺寸最高可达6千万像素，相机倾角45 度。
主流的倾斜摄影硬件系统
IGI： Quattro DigiCAM Oblique
系统特点： 同一套系统可方便地切换成获取下视影像或倾斜影像。
主流的倾斜摄影硬件系统
Leica：RCD30 Oblique
系统结构： 下视镜头+四个倾斜视镜头。 参数： 1）影像尺寸 6千万像素，可升级至8千万像素； 2）可选择RGB镜头或RGBN镜头。
倾斜摄影的特点
倾斜影像遮挡
自遮挡
被其他物体遮挡
倾斜摄影的特点
倾斜影像遮挡
多视角观测缓解遮挡问题
倾斜摄影的意义
“三维城市建模中传统的下视影像与倾斜影像的联合是一个重要趋势，因 为倾斜影像可以提供清晰的建筑物侧面纹理信息。”
“在应急响应服务中，如果联合下视影像与倾斜影像，且利用专业的软件 实现在倾斜影像上进行简单的量测功能，对于非测绘专业人员而言，可以 帮助他们更好地进行场景解译。”
但受当时胶片影像处理水平以及算法
的制约，无法成功将倾斜影像进行拼 接。所以，之后人们改用正直摄影的 方式进行航空影像获取。
一战时的Graflex航摄相机
倾斜摄影历史
早期的倾斜摄影相机
1904年 由Schiempflug研制的八镜头相机。 搭载在飞艇上用于航空摄影。
1926 由Aschenbrenner研制的九镜头相机。 1931年该相机被用于测量南极。
主流的倾斜摄影硬件系统
Track' Air：Midas
系统结构： 1个垂直相机+4个倾斜相机的5相机系统 参数： 1 ） 相 机 采 用 5 台 Canon EOS 1Ds Mk II ， 每 台
2100万）最短曝光间隔2.5s； 4）最大相对航高 3962.4米； 5）集成 Applanix POSAV 310 。
主流的倾斜摄影硬件系统
Leica：RCD30 Oblique
系统特点： 1 ）可切换成三视模式或五视模式； 2）三视模式，镜头倾斜角45度； 3 ）五视模式时，镜头倾斜角 35 度， 下视与倾斜视影像间均有重叠。
主流的倾斜摄影硬件系统
Trimble：AOS
系统结构： 一个下视镜头，两个倾斜视镜头。每曝光一次镜 头平台自动旋转 90 度，以获取四个倾斜方向的影
倾斜摄影历史
早期的倾斜摄影相机
1920年代末
Bagley三镜头相机。
这类三镜头相机在 1930s-1940s 被大量 生产和应用。
1930年代 Barr & Stroud 七镜头相机。 由E.H. Thompson研制。
倾斜摄影历史
Fairchild T-3A 5相机系统
1930年代 系统结构： 创新性地采用了一个垂直相机和四
主流的倾斜摄影硬件系统
Microsoft Vexcel：UltraCam Opesys
系统结构：
下视镜头（4个垂直相机）+6个倾斜镜头。 参数： 1）垂直： 全色影像尺寸 11,674 * 7,514 像素，象元 大小6.0µ，焦距51mm； RGBN影像尺寸6,735 * 4,335 像素，象元大 小5.2µm，焦距25.5mm； 2）倾斜： 左右视RGB影像尺寸6,870 * 4,520像素，前 后 视 RGB 影 像 尺 寸 2* 6,870 * 4,520 像 素
倾斜摄影的定义
定义：倾斜影像为相机主光轴在有一定 的倾斜角时拍摄的影像。 按主光轴倾斜角分： ① 垂直影像：t<5°； ② 轻度倾斜影像： 5°<t<30°； ③ 高度倾斜影像： t>30° ； ④ 水平视角影像： t+а >90°。
倾斜摄影历史
历史追溯
早在第一次世界大战期间，就有飞
行员用一种叫做 Graflex 的相机拍 摄倾斜航空影像，用于战场侦查。 其优点是不需要飞行到测区上方。
——Racurs 2008年 ISPRS会议
主流的倾斜摄影硬件系统
Pictometry —— 倾斜摄影领域的领军者
系统结构：
一个下视镜头+4个倾斜镜头。 参数： 外界猜测其相机由美国佛罗里达 的IMPERX 公司提供，像幅大小约 4900 × 3200 像素； 1993 年开始研制， 1998 年开始量 产。 其他参数及相机图片未公开。 Pictometry 的相机检校箱
(拼接后为：13,450 * 4,520像素)；象元大
小5.2µm，焦距80mm。
主流的倾斜摄影硬件系统
Microsoft Vexcel：UltraCam Opesys
视场角参数： 1）下视全区域视场角，旁向(航向)： 69°(48°) ； 2 ）倾斜视全区域视场角，旁向 ( 航向 ) ： 45°+/-12,7°(45°+/-8.5°) ； 3 ）旁向视场角可达 115.4°，航向视场角 可达107°。
像。
参数： 1）每个镜头获取的影像尺寸为7228 × 5428像素； 2）焦距为47 mm； 3）视场角达114度。
主流的倾斜摄影硬件系统
Trimble：AOS
系统特点： 1）下视与两倾斜视之间有一定重 叠，单次曝光的三张影像拼接后
成蝶形；
2）由于传感器平台的旋转，航线 规划有一定难度； 3）两次曝光最短时间间隔为3s。
个倾斜相机的结构，称之为马耳他
十字(Maltese Cross) 结构。 参数： 1）胶片介质，每幅影像幅宽
13.5×15 cm；
2）焦距：150 mm。
倾斜摄影的特点
倾斜影像与下视影像对比
下视影像： 可很好地观测到地面和屋顶特征，整幅影像具有固定的比例尺。
倾斜影像：
可观测到建筑物侧面纹理，但是存在更多遮挡，影像不同地方的比例尺也不 一致。